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Contrôler le diabète avec un patch cutané
Tentant de libérer les personnes atteintes de diabète des piqûres fréquentes au doigt et des injections de médicaments, les chercheurs ont créé un patch cutané électronique qui détecte l'excès de glucose dans la sueur et administre automatiquement des médicaments en chauffant des micro-aiguilles qui pénètrent dans la peau.
Le prototype a été développé par Dae-Hyeong Kim , professeur adjoint à l'Université nationale de Séoul et chercheurs à MC10 , une société d'électronique flexible à Lexington, Massachusetts. Il y a deux ans, le même groupe a prototypé un patch destiné aux patients atteints de la maladie de Parkinson qui diagnostique les tremblements et délivre des médicaments stockés dans des nanoparticules.
D'autres efforts pour développer une surveillance de la glycémie peu invasive ont utilisé des mesures ultrasonores et optiques pour détecter les niveaux de glucose. Et une variété de patchs cutanés pourraient délivrer de l'insuline ou de la metformine, un médicament populaire utilisé pour traiter le diabète de type 2. Mais le nouveau prototype intègre à la fois la détection et l'administration de médicaments dans un seul appareil.
Le patch, décrit dans un papier dans Nanotechnologie de la nature , est composé de graphène parsemé de particules d'or et contient des capteurs qui détectent l'humidité, le glucose, le pH et la température. Le capteur de glucose à base d'enzymes prend en compte le pH et la température pour améliorer la précision des mesures de glucose prises à partir de la sueur.
Un patch cutané flexible et non invasif comprend des capteurs électrochimiques qui détectent le glucose dans la sueur et une batterie pour chauffer des micro-aiguilles qui administrent un médicament.
Si le patch détecte des niveaux de glucose élevés, les éléments chauffants déclenchent des micro-aiguilles pour dissoudre un revêtement et libérer le médicament metformine juste sous la surface de la peau. Il s'agit du premier système épidermique en boucle fermée qui permet à la fois la surveillance et l'administration non invasive de médicaments contre le diabète directement au sujet, explique Roozbeh Ghaffari, cofondateur de MC10.
La seule technologie peu invasive de surveillance de la glycémie jamais approuvée par la Food and Drug Administration des États-Unis était un gadget appelé GlucoWatch Biographer, qui utilisait un courant électrique pour extraire les fluides sous la peau. Il a été approuvé en 2001, mais les patients se sont plaints d'inconfort et de plaies, et l'appareil a été retiré du marché en 2007.
D'autres chercheurs utilisent différentes approches pour aider les personnes atteintes de diabète. Un dispositif récemment prototypé à l'Université de Caroline du Nord, Chapel Hill, consiste en un patch de la taille d'un ongle avec plus de 100 micro-aiguilles contenant de minuscules sacs remplis d'insuline et d'une enzyme. Le glucose dans le sang imprègne le sac. L'enzyme convertit le glucose en un acide qui ouvre le sac pour libérer l'insuline lorsque les aiguilles piquent la peau.
Cette approche fournirait de l'insuline en cas de besoin. Mais l'appareil MC10, en tant que plate-forme électronique, pourrait également stocker des données sur l'activité d'administration de médicaments et les transmettre à un appareil portable qui pourrait ensuite les transmettre sans fil à un smartphone.